富士通开发出将同一小区通信容量提升至2倍的5G无线通信技术

利用同频收发信息的高速化，为快捷舒适的无线通信体验做出贡献

富士通研究开发中心有限公司（注解1）与株式会社富士通研究所面向5G开发出了一项无线通信新技术，可同时同频在同一小区内将原来通信容量提升至2倍。

作为一种增加无线通信容量的技术，全双工通信可以在同时同频进行无线信号收发，但很难降低发送信号对接收信号的干扰，因而难以实现。本次我们开发出了新的终端调度技术，该技术通过一种使多个无线基站分别承担向同一小区内的多个终端发送和接收信号的基站收发分离结构，降低了基站间与终端间的干扰。相对于半双工通信技术，该技术在一个小区内可确保最大约2倍的通信容量。例如，在购物中心、运动场所等用户数量增大的局部无线环境中，可用来抑制通信容量的下降，以期获得快捷舒适的无线通信体验。

关于该技术的详细情况，在9月6日美国波士顿召开的国际会议"VTC2015-Fall (Vehicular Technology Conference 2015)"上由富士通研究开发中心有限公司发表。

【开发背景】

为了应对智能手机普及带来的通信流量剧增以及未来的各种服务，以2020年商用为目标，我们目前正在积极开展对下一代移动通信系统"5G"的研究和开发。

相对于2010年，预计2020年时的无线通信容量需要增加1000倍。为此，面向"5G"需求，已在开发可实现大容量通信的小小区（Small cell）技术。该技术将无线基站的覆盖范围缩小，使得相同的无线频率在不同的区域应用，从而实现容量的增加（图1）。

图1、小小区技术

【课题】

实际上，单纯利用小小区技术难以支撑通信容量的持续增长。从原理上说，采用同时同频收发无线信号的全双工通信技术可以带来通信容量的进一步提升。但该技术存在发送信号泄露到接收端的问题，因而需要有效降低泄露功率的方案（图2）。

图2、全双工通信时发送信号的泄露

【开发技术】

本次我们开发出了收发信号分离型全双工通信技术。该技术通过小小区基站（Small Cell Base Station，SBS）和宏小区基站（Macro Cell Base Station ,MBS）分别承担向同一小区终端发送和接收信号的基站收发分离结构，来降低基站间与终端间的干扰（图3）。同时，也开发了用于实现该全双工通信的终端调度技术。

图3、基站收发信号分离型全双工通信技术

有关技术概要如下：

1.工作方式

（1）最佳终端对选择： 　

在同一小区的终端中，选择使用同一频率时相互干扰较小的2个终端。

（2）最优终端发送功率控制：在确保无线通信质量的同时，控制发送功率，使得对其他使用相同频率的终端的干扰降到最低。

2. 终端调度特点为了进行最优终端调度，需要考虑以下3种要素的候选组合：（a）接收下行信号的终端；（b）发送上行信号的终端；（c）终端的发送功率。

如果以上三种要素每种存在10个候选，则总体需要对1000个组合的信息进行处理。针对这3种要素的候选，本次开发了一种算法，以最佳顺序来确定备选，从而可将终端调度算法处理量减少到几十分之一。同时还开发了一种从终端组合准确获取发送功率候选的算法，整体上可将信号处理量减少到四十分之一。

【效果】

通过应用了该技术的系统级仿真，已经证实，相对于半双工通信，该技术可在一个小区实现大约2倍的通信容量。

在购物中心、运动场所等用户数量增大的局部无线环境中，通过应用本次开发技术，通信容量下降得到抑制，从而为用户提供了快捷舒适的无线通信环境。

【今后】

为了进一步改善因本收发信号分离型全双工通信技术配置中宏小区基站/小小区基站之间的干扰带来的通信容量恶化，富士通研究开发中心将继续相关技术的研发。富士通研究所也将展开面向5G标准化提案的架构探讨以及相关实现技术的研究与开发。本技术期望在2023年投入实用。

【商标】

所列出的产品名称等专有名词为各公司的商标或者注册商标。

【注释】

（注解1） 富士通研究开发中心有限公司：本部 中国北京 董事长 佐佐木繁。

（注解2） 株式会社富士通研究所：总公司 神奈川县川崎市 代表取缔役社长 佐相秀幸

关于Fujitsu（富士通）集团

Fujitsu(富士通)是世界领先的日本信息通信技术（ICT）企业，提供全方位的技术产品、解决方案和服务。在全球拥有约159,000名员工，客户遍布世界100多个国家。我们凭借在ICT领域的丰富经验和实力，致力于与客户携手共创美好的未来社会。富士通集团（东京证券交易所上市代码：6702）截至2015年3月31日财政年度的合并收益为4.8兆日元（400亿美元）。如需更多资讯，请浏览： fujitsu.com

关于富士通研究开发中心

富士通研究开发中心有限公司是日本富士通株式会社投资440万美元在中国境内设